Чем измеряется мощность процессора
Артём Санников
Категории блога
Языки программирования
Базы данных
Программное обеспечение
Операционные системы
Мобильная разработка
Менеджеры пакетов
Сетевые технологии
CMS системы
Математика
SEO продвижение
Социальные сети
Психология
Хостинг провайдер
Смартфоны
Процессор
Процессор — это один из главных компонентов ПК, который выполняет все основные вычисления во время работы ПК.
CPU (Central Processing Unit) — центральное вычислительное устройство
APU (Accelerated Processing Unit) — ускоренное вычислительное устройство
Характеристики процессора:
Производительность и модель процессора
Фирмы Intel и AMD — процессоры не выпускают они их только разрабатывают. А выпуском уже занимаются другие фирмы, по заказу этих фирм разработчиков.
Когда создается новый процессор, на новой архитектуре — этой архитектуре присваивается свое имя для ее идентификации. И далее уже внутри этой архитектуры создается, модельный ряд процессоров: слабых, средних и сильных по производительности.
Разделение процессоров чаще всего происходит по количеству ядер и частоте, и таким образом получается ассортимент предложений, новой архитектуры для создания разных по производительности компьютеров, на основе этой архитектуре.
Тип разъема для соединения с материнской платой (сокет)
Разъема для соединения процессора с материнской платой, чаще всего называют сокетом, и он определяет внешние размеры процессора, количество контактов, способ крепления процессора у материнской плате и способ крепления кулера на процессор.
Этот параметр необходимо учитывать при выборе процессора и материнской платы, то есть сокет процессора должен быть таким же как сокет материнской платы.
Количество физических ядер
Ядро процессора — это набор блоков, который может самостоятельно обрабатывать информацию.
1 ядро = 1 поток вычислений
Чем больше в процессоре ядер, тем он будет более производительный. При определенных условиях, на одном физическом ядре, может выполняться два потока вычислений:
1 ядро = 2 потока вычислений
В таких моделях процессоров, производитель, отдельно указывает количество физических ядер, и отдельное количество логических, которых в два раза больше чем физических.
Такая технология используется в некоторых процессорах фирмы Intel (называется эта технология Hyper Threading).
Тактовая частота работы процессора
Тактовая частота — величина, характеризующая количество операций, выполняемых процессором за единицу времени. Измеряется в герцах (Гц).
Чем выше тактовая частота, тем более производительный процессор. Но это работает только внутри процессоров, одной серии.
Intel Core i5-2400 3.10GHz/6MB
Intel Core i3-2120 3.3GHz/3MB
Можно подумать, что процессор серии i3 с частотой 3.3GHz, будет более производительный чем, процессор серии i5 с частотой 3.10GHZ. На самом деле это не так, производительность серии Core i5 будет больше. так как у него лучше другие параметры. У него больше физических ядер и у него больший объем кэша.
Современные процессоры могут самостоятельно повышать или понижать частоту в зависимости от нагрузки на процессор, и это сделано для более эффективного использования мощности процессора. И потребление им электроэнергии.
Таким образом кроме основной частоты, в характеристиках так же указывают и максимальную частоту, до которой процессор может самостоятельно увеличивать этот параметр:
Частота работы процессора: 3,3 ГГц (до 3,9ГГц)
У фирмы Intel такая технология называется: Turbo Boost, а у фирмы AMD: Turbo CORE.
С параметром частоты так же связан, такой параметр, как коэффициент умножения.
Коэффициент умножения: заблокирован/разблокирован
Этот параметр обычно указан в подробном описании процессора, и физически он является одним из основных параметров, который определяет итоговую частоту процессора.
В простых моделях процессора — этот коэффициент зафиксирован на одном значении т.е заблокирован, в процессорах для продвинутых пользователей — этот коэффициент разблокирован. И таким образом, пользователь может самостоятельно регулировать — частоту процессора.
Частота шины процессора (системная шина)
Частота шины определяет скорость обмена данными между ядрами и чипсетом материнской платы, а также другими боками внутри процессора.
Указывается в мегагерцах или трансферов в секунду.
AMD FX-8120: HT 5.2 GT/s
Intel Core i5 2500: DMI 5GT/s
Intel pentium Dual-Core E5700: FSB 800MHz
Чем больше производительность шины данных, тем это лучше для производительности компьютера. Для современных процессоров — этот параметр утратил свою актуальность, как это было в процессорах предыдущих поколений.
Это связано с тем, что производительность шины данных в современных процессорах очень большая, и она уже не может понижать общую производительность компьютера, как это могло быть в процессорах предыдущих поколений, с более низкой частотой шины данных.
Встроенный контроллер памяти
Есть у всех современных процессоров. Он определяет тип оперативной памяти, количество каналов, штатные частоты для работы процессора с памятью.
Для домашнего ПК достаточно двухканального контроллера памяти, продвинутые пользователи выбирают процессоры с трех и четырехканальным контроллером.
Поддерживаемый тип памяти и ее параметры
Этот параметр указывает, с какой оперативной памятью расчитан работать процессор.
Тип, частота: DDR3-1066/1333
Размер внутренней памяти процессора (кэш)
Кэш процессора — скоростная память, встроенная в ЦП и являющаяся буфером между ОЗУ и процессором.
Кэш хранит, те данные, которые процессор чаще всего использует в текущий момент, и процессору не нужно обращаться за этими данными к оперативной памяти, которая работает с меньшей скоростью чем кэш процессора. И таким образом повышается общая производительность, процессора.
Объем кэша LI и L2 — определяется параметрами архитектуры процессора, а L3 — может быть более менее произвольным и сравним с другими процессорами. Поэтому в характеристиках процессора чаще всего указан, объем кэша 3-го уровня, чем он будет больше тем лучше для производительности процессора. И обычно более мощные процессоры — имеют больший объем кэша 3-го уровня.
Наличие и параметры встроенного видео ядра
Современные процессоры, в своем составе могут иметь — графическое ядро. Это ядро, обеспечивает обработку и вывод информации на монитор. Эта функция аналогична интегрированной видеокарте, в материнскую плату.
Обычно видео ядро имеет свою частоту работы, которая намного меньше, основной частоты работы процессора. И для работы видео ядра, используется часть оперативной памяти — размер которой определяется в настрйоках материнской платы.
У фирмы Intel такое ядро называется Intel HD Graphics XXXX, а у фирмы AMD — Radeon HD XXXX. Где XXXX — это серии графических ядер, они разные по производительности.
Мощность тепловыделения
TDP или «теплопакет» — величина, показывающая, на отвод какой тепловой мощности должна быть рассчитана система охлаждения процессора.
Intel Core i5-2500: MaxTDP 95W
AMD FX 8120 Black Edition: Max TDP 125W
Многие по ошибке связывают этот параметр с потребляемой мощностью процессора, и используют его при выборе блока питания. Этот параметр необходимо учитывать именно при выборе системы охлаждения процессора.
Потребляемая мощность процессора обычно находится в пределах этого теплового пакета, но она может быть как больше, так и намного меньше этого параметра. Поэтому учитывать его при выборе блока питания, не совсем правильно!
При выборе блока питания можно придерживаться, следующих значений:
Обычно потребляемая мощность процессора находится в пределах 100 Ватт, но для того чтобы у нас был запас мощности, для максимальных нагрузок, этот параметр — теплопакет можно умножить на 2. И уже полученное значение, учитывать при выборе блока питания.
Тип упаковки
Типовая система охлаждения или кулер — рассчитана на работу процессора, в штатных режимах, то есть без дополнительных настрое пользователя. Такой кулер прост в установке, но может издавать шум при нагрузках на процессор.
Если процессор продается вместе с кулером, то в характеристиках указывается слово «BOX», которое говорит нам о наличии коробки. Внутри которой находится процессор и кулер.
Если слова «BOX» в описании нет, или указано слово «Tray» — это означает, что продается только процессор.
Что такое центральный процессор?
Наверное, каждый пользователь мало знакомый с компьютером сталкивался с кучей непонятных ему характеристик при выборе центрального процессора: техпроцесс, кэш, сокет; обращался за советом к друзьям и знакомым, компетентным в вопросе компьютерного железа. Давайте разберемся в многообразии всевозможных параметров, потому как процессор – это важнейшая часть вашего ПК, а понимание его характеристик подарит вам уверенность при покупке и дальнейшем использовании.
Центральный процессор
Процессор персонального компьютера представляет собой микросхему, которая отвечает за выполнение любых операций с данными и управляет периферийными устройствами. Он содержится в специальном кремниевом корпусе, называемом кристаллом. Для краткого обозначения используют аббревиатуру — ЦП (центральный процессор) или CPU (от англ. Central Processing Unit – центральное обрабатывающее устройство). На современном рынке компьютерных комплектующих присутствуют две конкурирующие корпорации, Intel и AMD, которые беспрестанно участвуют в гонке за производительность новых процессоров, постоянно совершенствуя технологический процесс.
Техпроцесс
Техпроцесс — это размер, используемый при производстве процессоров. Он определяет величину транзистора, единицей измерения которого является нм (нанометр). Транзисторы, в свою очередь, составляют внутреннюю основу ЦП. Суть заключается в том, что постоянное совершенствование методики изготовления позволяет уменьшать размер этих компонентов. В результате на кристалле процессора их размещается гораздо больше. Это способствует улучшению характеристик CPU, поэтому в его параметрах всегда указывают используемый техпроцесс. Например, Intel Core i5-760 выполнен по техпроцессу 45 нм, а Intel Core i5-2500K по 32 нм, исходя из этой информации, можно судить о том, насколько процессор современен и превосходит по производительности своего предшественника, но при выборе необходимо учитывать и ряд других параметров.
Архитектура
Также процессорам свойственно такая характеристика, как архитектура — набор свойств, присущий целому семейству процессоров, как правило, выпускаемому в течение многих лет. Говоря другими словами, архитектура – это их организация или внутренняя конструкция ЦП.
Количество ядер
Ядро – самый главный элемент центрального процессора. Оно представляет собой часть процессора, способное выполнять один поток команд. Ядра отличаются по размеру кэш памяти, частоте шины, технологии изготовления и т. д. Производители с каждым последующим техпроцессом присваивают им новые имена (к примеру, ядро процессора AMD – Zambezi, а Intel – Lynnfield). С развитием технологий производства процессоров появилась возможность размещать в одном корпусе более одного ядра, что значительно увеличивает производительность CPU и помогает выполнять несколько задач одновременно, а также использовать несколько ядер в работе программ. Многоядерные процессоры смогут быстрее справиться с архивацией, декодированием видео, работой современных видеоигр и т.д. Например, линейки процессоров Core 2 Duo и Core 2 Quad от Intel, в которых используются двухъядерные и четырехъядерные ЦП, соответственно. На данный момент массово доступны процессоры с 2, 3, 4 и 6 ядрами. Их большее количество используется в серверных решениях и не требуется рядовому пользователю ПК.
Частота
Помимо количества ядер на производительность влияет тактовая частота. Значение этой характеристики отражает производительность CPU в количестве тактов (операций) в секунду. Еще одной немаловажной характеристикой является частота шины (FSB – Front Side Bus) демонстрирующая скорость, с которой происходит обмен данных между процессором и периферией компьютера. Тактовая частота пропорциональна частоте шины.
Сокет
Чтобы будущий процессор при апгрейде был совместим с имеющейся материнской платой, необходимо знать его сокет. Сокетом называют разъем, в который устанавливается ЦП на материнскую плату компьютера. Тип сокета характеризуется количеством ножек и производителем процессора. Различные сокеты соответствуют определенным типам CPU, таким образом, каждый разъём допускает установку процессора определённого типа. Компания Intel использует сокет LGA1156, LGA1366 и LGA1155, а AMD — AM2+ и AM3.
Кэш — объем памяти с очень большой скоростью доступа, необходимый для ускорения обращения к данным, постоянно находящимся в памяти с меньшей скоростью доступа (оперативной памяти). При выборе процессора, помните, что увеличение размера кэш-памяти положительно влияет на производительность большинства приложений. Кэш центрального процессора различается тремя уровнями (L1, L2 и L3), располагаясь непосредственно на ядре процессора. В него попадают данные из оперативной памяти для более высокой скорости обработки. Стоит также учесть, что для многоядерных CPU указывается объем кэш-памяти первого уровня для одного ядра. Кэш второго уровня выполняет аналогичные функции, отличаясь более низкой скоростью и большим объемом. Если вы предполагаете использовать процессор для ресурсоемких задач, то модель с большим объемом кэша второго уровня будет предпочтительнее, учитывая что для многоядерных процессоров указывается суммарный объем кэша L2. Кэшем L3 комплектуются самые производительные процессоры, такие как AMD Phenom, AMD Phenom II, Intel Core i3, Intel Core i5, Intel Core i7, Intel Xeon. Кэш третьего уровня наименее быстродействующий, но он может достигать 30 Мб.
Энергопотребление
Энергопотребление процессора тесно связано с технологией его производства. С уменьшением нанометров техпроцесса, увеличением количества транзисторов и повышением тактовой частоты процессоров происходит рост потребления электроэнергии CPU. Например, процессоры линейки Core i7 от Intel требуют до 130 и более ватт. Напряжение подающееся на ядро ярко характеризует энергопотребление процессора. Этот параметр особенно важен при выборе ЦП для использования в качестве мультимедиа центра. В современных моделях процессоров используются различные технологии, которые помогают бороться с излишним энергопотреблением: встраиваемые температурные датчики, системы автоматического контроля напряжения и частоты ядер процессора, энергосберегающие режимы при слабой нагрузке на ЦП.
Дополнительные возможности
Современные процессоры приобрели возможности работы в 2-х и 3-х канальных режимах с оперативной памятью, что значительно сказывается на ее производительности, а также поддерживают больший набор инструкций, поднимающий их функциональность на новый уровень. Графические процессоры обрабатывают видео своими силами, тем самым разгружая ЦП, благодаря технологии DXVA (от англ. DirectX Video Acceleration – ускорение видео компонентом DirectX). Компания Intel использует вышеупомянутую технологию Turbo Boost для динамического изменения тактовой частоты центрального процессора. Технология Speed Step управляет энергопотреблением CPU в зависимости от активности процессора, а Intel Virtualization Technology аппаратно создает виртуальную среду для использования нескольких операционных систем. Также современные процессоры могут делиться на виртуальные ядра с помощью технологии Hyper Threading. Например, двухъядерный процессор способен делить тактовую частоту одного ядра на два, что способствует высокой производительности обработки данных с помощью четырех виртуальных ядер.
Размышляя о конфигурации вашего будущего ПК, не забывайте про видеокарту и ее GPU (от англ. Graphics Processing Unit – графическое обрабатывающее устройство) – процессор вашей видеокарты, который отвечает за рендеринг (арифметические операции с геометрическими, физическими объектами и т.п.). Чем больше частота его ядра и частота памяти, тем меньше будет нагрузки на центральный процессор. Особенное внимание к графическому процессору должны проявить геймеры.
Что такое TDP у процессора и видеокарты?
Содержание
Содержание
Возможно, при выборе процессора, видеокарты или системы охлаждения вы видели буквы TDP в характеристиках устройства. Сегодня попробуем разобраться что же скрывается за этой аббревиатурой, какое отношение она имеет к температуре и энергопотреблению.
Абревиатура TDP (Thermal Design Power) обозначает конструктивные требования по теплоотводу или просто требования по теплоотводу для системы охлаждения. Если проще, TDP служит ориентиром для выбора системы охлаждения и отображает количество тепла, выделяемое устройством во время среднестатистической нагрузки. Значение TDP выражается в ватах, и вот тут зачастую возникает путаница между TDP и энергопотреблением.
Многие принимают TDP за энергопотребление. И нельзя сказать, что это в корне неверно, так как у TDP и энергопотребления есть взаимосвязь, но значение TDP, указанное производителем, несет несколько иной смысл. Значение TDP относится к тепловым ваттам, а не к электрическим. TDP не показатель электрической мощности, а всего лишь спецификация для системы охлаждения.
Разберем подробнее, что же означает TDP
TDP — это значение, которое используют в очень широком смысле Intel и AMD для обозначения информации о тепловыделении своих продуктов. По большому счету, TDP — это просто рекомендация по выбору системы охлаждения, чтобы процессор нормально функционировал.
TDP — это не какой-то конкретный показатель, как энергопотребление, это больше абстрактное значение, посчитанное производителями по собственной формуле во время работы процессора в определенных условиях и нагрузках. Какие это были условия и какая нагрузка, никто, конечно, не уточняет, но эти тестирования проводятся явно не с максимальной нагрузкой.
Именно поэтому при покупке процессора с заявленным TDP 95 Вт и системы охлаждения с заявленным производителем TDP 95 Вт не значит, что процессор не будет подвержен перегреву при ваших условиях эксплуатации.
Так как процессор при работе почти 100% потребляемой энергии переводит в тепловую энергию, можно сказать, что энергопотребление и тепловыделение — это равные значения.
Заявленный TDP не отображает энергопотребление и производительность
Разные производители рассчитывают требования по отводу тепла для своих устройств по-разному, поэтому величина не может напрямую использоваться для сравнения энергопотребления процессоров, особенно в контексте разных архитектур и разных производителей.
Например, процессор потребляет 100 Вт с максимальной рабочей температурой до 95°С, у другого процессора такое же потребление, но его максимальная рабочая температура составляет всего 75 °С. Очевидно, что для процессора 2 потребуется более мощная система охлаждения, соответственно, производитель укажет более высокий TDP, при этом уровень энергопотребления будет одинаковым.
Зачастую требования по теплоотводу заявляются даже для целого семейства процессоров.
Например, Intel для Core i9 10900K, Core i7 10700K и Core i5 10600K для всех трех моделей указывает TDP 125 Вт, в то время как рассеивать тепла системе охлаждения с младшими моделями придется значительно меньше.
Так же существенно отличается между собой энергопотребление и производительность этих процессоров.
Помимо этого, процессоры Intel Core i9 10900K с заявленным TDP 125 Вт могут легко потреблять во время работы 200, а то и все 250 Вт.
Все дело в том, что в штатную работу процессоров начинают вмешиваться производители материнских плат, намеренно увеличивая производительность выше номинальной, чтобы их продукт смотрелся лучше на фоне продуктов конкурентов.
Компания AMD так же указывает одно значение TDP для продуктов с разным уровнем производительности.
Например, Ryzen 3700X имеет TDP 65 Вт, в то время как младшая модель Ryzen 3600 имеет точно такое же TDP, а модель 3600X и вовсе 95 Вт.
Энергопотрбеление процессоров AMD так же сильно далеко от максимального значения TDP указанного производителем, при работе процессор Ryzen 2700X без каких-либо манипуляций с Bios может легко потреблять 160–170 Вт энергии при Max TDP 105 Вт.
И только при отключении в Bios «Precision Boost Overdrive» энергопотребление начинает соответствовать значению TDP, но это уже не работа по умолчанию.
TDP и разгон
Во время разгона компонентов, будь то процессор или видеокарта, увеличивается их энергопотребление и, следовательно, увеличивается требование к системе охлаждения (TDP). Рост энергопотребления во время разгона может достигать 30, а то и 50% от базовых значений, соответственно и требования по охлаждению вырастут пропорционально.
Но и тут все не так просто. Если говорить про разгон в контексте энергопотребления, то ручная установка напряжения и частоты может понизить энергопотребление процессора во время работы и соответственно снизит требования по охлаждению.
Например, процессор Ryzen 2700X в стоке потребляет 140 Вт и работает на частоте 4000 МГц при прохождении бенчмарка Cinebench R20. Во время ручного разгона процессор так же работает на частоте 4000 МГц, но потребляет всего 115 Вт. Результат производительности в обоих случаях идентичный.
AMD Ryzen 7 2700X Default
AMD Ryzen 7 2700X Overclocking
TDP у видеокарты
Для обычных пользователей TDP видеокарты не имеет такого большого значения, как TDP для процессоров. Все видеокарты уже комплектуются системами охлаждения от производителя, где проверяются на эффективность отвода тепла при максимальных и длительных нагрузках с конкретной видеокартой. Безусловно, можно заменить систему охлаждения на более производительную, но в этом случае вы скорее всего лишитесь гарантии, плюс дополнительно потратитесь на систему охлаждения. Лучше изначально выбирать видеокарту с более производительной системой охлаждения, это не только обеспечит лучшее охлаждение, но может и повысить производительность.
Выводы
При выборе системы охлаждения для процессора нужно отталкиваться от значения TDP, указанного производителем устройства, однако покупать охлаждение лучше всего с запасом минимум 50% от заявленного TDP. А если вы решите заняться разгоном, то к выбору системы охлаждения нужно подойти еще тщательнее.
TDP — достаточно важный параметр, но сейчас это больше маркетинговый термин, из-за чего каждая из компаний старается указать наименьше значение для своего изделия. А с учетом того, что в работу процессора вмешиваются производители материнских плат, это значение утратило свое первоначальное обозначение.
TDP заявлен один, энергопотребление — совершенно другое, а брать систему охлаждения нужно с запасом на 50% от заявленного TDP.
Все это только вводит покупателя в заблуждение нежели помогает с выбором охлаждения. Было бы куда проще если бы указывался максимальный TDP или энергопотребление для изделия, нежели какое-то абстрактное значение.